РОЗРАХУНОК ШВИДКОСТІ ГРАВІТАЦІЇ - Міжнародний журнал прикладних та фундаментальних досліджень
Енергія електромагнітних хвиль. Електромагнітні хвилі переносять енергію. Об'ємна щільність енергії складається з щільностей електричного ϖел і магнітного полів:
ϖ = ϖел + ϖм = ε ε0·Е2/2 + μ μ0·Н2/2, (1)
де ε і μ відповідно діелектрична та магнітна проникності середовища, ε0 та μ0 – електрична та магнітна постійні вакууми, Е та Н – напруженості електричного та магнітного полів.
і , (3)
то ϖ = 2 ϖел = ε00Е2 = Ен. (4)
де с – швидкість світла у вакуумі.
Це інтенсивність електромагнітної хвилі або вектор щільності потоку електромагнітної енергії, яка називається вектором Умова-Пойнтінга:
. (6)
Вектор спрямований у бік розповсюдження електромагнітної хвилі, а його модуль дорівнює енергії, що переноситься електромагнітною хвилею за одиницю часу через одиничний майданчик, перпендикулярну до напряму поширення хвилі, [I] = Вт/м2.
, (7)
де W/Δt - потужність е/м випромінювання, що переноситься через майданчик S [1, 2].
Якщо у рівнянні (5) для вакууму виразити ϖ лише через одну величину, напруженість електричного поля
Тиск електромагнітних хвиль. При падінні на тіла електромагнітні хвилі чинять тиск:
pем = (1 + k) · ϖ (10), [pем] = [ϖ] = Па,
k - коефіцієнт відображення електромагнітних хвиль, безрозмірна величина,
k = 1 для дзеркальної поверхні,
k=0 для чорної поверхні.
З (9) і (10) випливає:
I = p·c = (1 + k) ϖ·с. (11)
Для гравітаційного поля нам треба отримати рівняння, аналогічні до рівнянь (8), (9) і (10). Об'ємна щільність енергії гравітаційного поля буде:
де g – напруженість гравітаційного поля (прискорення вільного падіння планети чи зірки),
G – гравітаційнапостійна.
Формула (12) аналогічна формулі (8) для електричного поля у вакуумі. Аналогія величин, що входять до формул (8) і (12), наведена в таблиці. Формула (12) випливає із формули (8). Положення G у знаменнику випливає з порівняння закону Кулона та закону всесвітнього тяжіння. Формула (13) для гравітаційного поля може бути отримана з формули (9), а формула (15) – з формули (10). Формула (14) випливає з формули (13) як частка інтенсивності гравітаційної хвилі космічного тіла за його взаємодії з ядрами атомів другого космічного тіла. Узагальнення використаних аналогій наведено у таблиці.
Аналогії величин електричного та гравітаційного полів
Формула, позначення величини та її найменування для поля:
ϖ = ε0·Е2 (8) – об'ємна щільність енергії електромагнітного поля;
ε0 – електрична стала вакууму; Е – напруженість електричного поля електромагнітної хвилі.
ϖг = g2/G (12) – об'ємна щільність енергії гравітаційного поля;
G – гравітаційна стала;
G – напруженість гравітаційного поля.
I = ε0·Е2·c (9) – інтенсивність електромагнітної хвилі (поля);
с – швидкість поширення електромагнітного поля (швидкість світла).
(13) – інтенсивність гравітаційної хвилі (поля);
σ – швидкість поширення гравітаційного поля (швидкість гравітації);
(14) – частка інтенсивності гравітаційної хвилі космічного тіла за його взаємодії з другим тілом; υk – друга космічна швидкість.
pем = (1 + k) ϖ (10) - тиск електромагнітної хвилі;
k - Коефіцієнт відображення електромагнітної хвилі.
pг = kг·ϖг (15) – тиск гравітаційного тяжіння;
кг – коефіцієнт поглинання гравітації.
Ми вважаємо, щогравітаційне поле переноситься прямолінійно хвильовими частинками цього поля – гравітонами. Сила гравітаційного тяжіння діє лише на маси, що тяжіють, в атомах – це ядра. На решту площі атомів речовини гравітаційне поле діє. Відповідно до планетарної моделі атома площа його ядра приблизно 1010 разів менше площі атома, тобто. атом усередині порожній. Тому на друге тіло, що тяжіє, від повної інтенсивності діє лише її частка, яка визначається часткою площі ядер від площі атомів.
Виконаємо розрахунки, використовуючи формули (13) та (14) для гравітаційного поля, створюваного Сонцем на його поверхні. Взагалі переважно використовувати космічні тіла зі значно більшою інтенсивністю гравітаційного поля (орієнтовно в десятки разів), але параметри Сонця виміряні найбільш точно, і ця обставина стала визначальною в нашому виборі.
Сенс формули (14) полягає в тому, що зазначеної частки інтенсивності (Iд) гравітаційного поля на поверхні Сонця достатньо, щоб «погасити» другу космічну швидкість другого (?k) другого взаємодіючого тіла.
Нехай другим тілом, що тяжіє, буде атом водню, а точніше, його ядро - протон. Для формул (13) і (14) з урахуванням рівняння (7) очевидним є таке співвідношення: повна інтенсивність гравітаційного поля Сонця, що пронизує атом водню (Iг), у стільки разів більша за частку його інтенсивності, що пронизує ядро атома (Iд), у скільки раз площа атома (Sa) більша за площу ядра (Sя), тобто:
, (16)
. (17)
Тут rа і rя – радіуси атома та ядра атома водню відповідно. Нагадаємо, що частка інтенсивності (Iд) при взаємодії гравітаційного поля Сонця з ядром атома водню призводить до гасіння його другої космічної швидкості (υk), що відображено врівняння (14).
Підставляючи в (17) дані, отримаємо:
. (18)
Використовуючи обрані нами взаємодіючі тіла Сонце та ядро атома водню, за рівнянням (15) (див. таблицю) можна розрахувати коефіцієнт поглинання гравітаційної енергії речовиною (кг):
,(19)
тут m - маса ядра атома водню (протона), R - радіус Сонця, M - маса Сонця. Підставляючи в (19) дані, отримаємо:
. (20)
Поглинання тілом гравітаційної енергії та перетворення її на кінетичну енергію тіла є невід'ємною частиною гравітаційної взаємодії.
Отримане значення швидкості поширення гравітаційного поля відповідає «мінімальному значенню швидкості тяжіння» [4], отриманому П.С. Лапласом «за віковим прискоренням Місяця». Це значення (18) набагато перевищує швидкість світла, яка прийнята теоретично відносності за максимальну швидкість. Також набуте значення (18) за використаною нами методикою є заниженим, т.к. інтенсивність гравітації може бути більшою ніж сонячна у зірок з більшою масою та більшою другою космічною швидкістю на їх поверхні. Також слід зазначити, що швидкість гравітаційного поля подібно швидкості світла є світовою константою і не повинна залежати від маси тіла, що тяжіє, і інтенсивності його гравітаційного поля. Тільки дуже великі маси (типу чорних дірок) можуть зробити помітний внесок у «гасіння» швидкості гравітації. До речі, зазначимо, що чорна діра «гасить» своє світлове випромінювання (швидкість світла), але не в змозі «погасити» своє гравітаційне випромінювання (швидкість гравітації). Тому чорні дірки за рахунок гравітаційного випромінювання утримують біля себе зіркову матерію своїх галактик. З цієї обставини видно, що швидкість гравітаційного випромінювання значно перевищуєшвидкість світлового випромінювання, підтверджуючи наші розрахунки та висновки.